燈塔工廠煉成記： 愛立信5G 智能工廠
發布時間：2024-06-04 作者：David Hart
圖片來源：愛立信
智能工廠的改進為工廠團隊提供了對生產過程的全面洞察，也轉變了5G設備生產和交付的運營方式。
2019年，隨著運營商開始推出5G技術，總部位于瑞典斯德哥爾摩的愛立信公司開始將目標投向成為5G設備生產和交付的領先企業。不過，當時的行業環境威脅到其生產高質量5G產品的能力。很多生產5G設備的公司都面臨著部件短缺的問題，導致5G無線產品的生產非常困難。交付周期長和海外運輸，導致生產故障產品的風險更高。
在這樣的大環境下，愛立信計劃生產一系列新的5G無線電設備。該公司團隊意識到，如果能在更靠近最終客戶的地方進行生產，就能縮短從下單到投產的前置時間，降低因客戶需求變化而導致庫存過剩的風險。
在研究如何應對當前的行業轉變時，愛立信的團隊得出了一個結論——他們必須成為全球燈塔網絡（Global Lighthouse Network）的一部分。換言之，它需要建立一個行業領先的設備生產工廠，并采用工業4.0的標準，在整個生產網絡中實現愿景、創新和責任，以釋放價值并優先考慮環境的可持續發展。
愛立信團隊歷時一年（從2019年到2020年），在美國德克薩斯州Lewisville建成了一座堪稱 "燈塔 "的5G智能工廠，并為全球設備制造商樹立了榜樣。
01 創建5G燈塔工廠
世界經濟論壇的燈塔工廠評選，主要頒發給利用工業4.0技術成功實現規模化轉型的領先企業。如果企業想要提名設施獲得這一獎項，必須遵循非常具體的步驟才能成為燈塔工廠。這些要求包括：在運營模式方面實施有影響力的變化，大規模部署集成技術用例，通過工業物聯網（IIoT）實現更高效的流程，并提高員工參與度等。
要打造一個符合燈塔工廠要求的5G智能工廠并不是一件容易的事情，因為愛立信團隊正在處理的是一個綠地工廠。這意味著該團隊在工廠建設、設備安裝和啟動的同時，團隊還在進行工業4.0項目的實施。此外，他們必須培訓一個幾乎沒有工廠經驗的團隊，并且在整個工廠實施全新的技術。
然而，要開始工業4.0之旅，必須首先確定在當前的生產過程中，哪些用例最能從工業4.0實踐中受益。因此，在2019年年中，愛立信團隊實施了幾個戰略步驟來確定這些用例。
02 確定應用場景
第一步是開發帶有每日和每周報告的性能監控器。團隊必須了解其設施出錯的原因，以確保這些錯誤不會在新建的工廠發生。該團隊訪問了現有的“棕地”項目及其工程團隊，以確定當前存在的問題。發現問題的過程包括與工廠現場的操作人員（包括工藝工程師和質量工程師）交談，然后找出生產過程中停機和延誤的主要原因。
團隊還參觀了其它工廠，測試哪些設備運行良好，哪些設備運行不好。如果存在問題，團隊會努力突出這些問題，并確保它們實時可見——甚至在每周的“晨報”發布之前?？梢娦杂兄趫F隊確定缺陷率和其它設備性能指標。任何缺陷率高于預期的領域都值得進一步調查，進而提出5G技術可以幫助解決的具體用例。
最后，該團隊會核實哪些領域需要員工從事重復性任務，這些領域具有實現自動化的潛力。例如，如果一個崗位需要固定在生產線上的特定位置，并反復按下按鈕以允許產品通過，這就是實現過程自動化的絕佳機會：可以使用視覺系統等技術來取代該人工過程。
愛立信可以將工人轉到能提高產品水平、具有更高價值的崗位，同時還可以減少生產所需的勞動力。這種戰略調整允許將現有人員重新分配到提高績效的崗位，從而優化整個流程，同時提供提高現有員工技能的機會。
▲2020年3月，Lewisville工廠的第一臺5G無線設備下線。2021年該工廠被評為燈塔工廠。
03 提高運營效率
團隊發現的一個主要問題是，他們無法收集有關工廠流程的可行數據。在其他工廠，員工和設備往往各自為政，這阻礙了團隊為工廠問題制定整體解決方案。高效的數據收集是工業4.0的最佳實踐之一，它使企業能夠根據實時洞察力采取行動，并建立歷史模式。愛立信美國5G智能工廠的成功關鍵在于整合來自設備孤島的數據，同時整合數據源以提高可見性。強大的數據治理確保了標準化的數據標簽、統一的時間戳和一致的數據定義，從而建立了可靠而全面的數據集。
由于該公司的運營模式依賴于圍繞物聯網（IoT）開發和信息技術（IT）平臺管理組建的跨職能團隊，因此他們采用了敏捷方法和每日例會，以促進高效的跨團隊溝通、快速解決問題和迭代開發。團隊嚴格遵循最小可行產品（MVP）方法，測試和完善用例，以推動快速進展。
此外，在加快交付和確保工業4.0計劃成功方面，跨職能專業知識發揮了關鍵作用。一線運營商的見解被納入其中以整合客戶聲音，而IT、采購、安全、運營管理和財務等利益相關者的互動，則可以促進基于信任的合作伙伴關系。
基礎培訓可以確保項目團隊精通制造業和工業4.0概念，對項目成功發揮了關鍵作用。在工業4.0轉型開始之前，團隊中的許多人對錯綜復雜的工廠運營相對陌生。為專業人員傳授新技能可能很困難，但新團隊渴望學習智能工廠順利運行所需的技能。
首先，每個團隊成員都必須熟悉現有的工廠流程，以深入了解潛在的改進領域。此外，該團隊還接受了關于工業4.0基本概念以及如何為加強工廠運營做出貢獻的全面培訓。這些培訓為持續學習和能力建設鋪平了道路，使團隊成員能夠有效地為項目路線圖做出貢獻。這項培訓在提高現有員工的技能和再培訓方面發揮了至關重要的作用，這也是工業4.0的關鍵組成部分。如今，工廠人員通過全體員工的投入，協同管理智能工廠的路線圖。
在向5G智能工廠過渡的整個過程中，愛立信意識到有效溝通的重要性。團隊每天都要召開多次站立會議，以簡化和加快解決具體挑戰。這允許整個供應鏈的信息無縫流動，同時也有助于快速解決問題。
04 利用5G技術制造5G設備
在確定用例后，團隊評估了5G技術在增強這些用例場景方面的潛力。這將有助于愛立信使用最新的IIoT技術，并大規模部署多個工業4.0應用——每個用例都是實現燈塔工廠的要求。5G的低延遲和高數據速率相結合，可實現實時決策和行動，毫米波網絡的應用改善了低延遲，從而實現了非常高的往返數據速度。
與Wi-Fi網絡相比，專用網絡可確保穩定可靠的連接，最大限度地降低數據干擾和丟失的風險。團隊了解到，連接方式的選擇會影響數據收集的廣度和準確性，從而直接影響這些應用的有效性。
采用專用5G網絡，能夠將振動和熱量傳感器等附加傳感器集成到現有的硬接線機器上。這種集成增強了數據收集，并能夠提取有價值的見解來優化性能，而無需徹底檢修現有的基礎設施。
得益于5G支持的低延遲和高速的往返數據速度，愛立信的生產部門可以更有效地利用信息做出決策，并采取行動改善生產或消除問題。例如，團隊能夠在設備專家的幫助下，利用增強現實來修復設備，并在最短的時間內共享視頻、音頻和注釋，以便盡快解決設備故障。
智能工廠的改進為工廠團隊提供了對生產過程的全面了解。愛立信首次獲得了從數據驅動的角度全面監控整個無線電產品流程的能力。此外，經濟高效的數據存儲和簡化的數據檢索也提高了工藝工程師的工作效率。愛立信在5G智能工廠方面取得的成就，鞏固了其在行業中的地位。在2019年開工建設后，愛立信Lewisville工廠于2021年被成功評選為燈塔工廠。該項目的成功為愛立信在內部建立一個專門的工業4.0團隊發揮了重要作用，并計劃將工業4.0原則整合到其全球設施中。
關鍵概念：
■ 5G智能工廠的成功關鍵在于整合來自設備孤島的數據，同時整合數據源以提高可見性。
■ 連接方式的選擇會影響數據收集的廣度和準確性，從而直接影響這些應用的有效性。
思考一下：
5G智能工廠為制造企業的生產運營帶來了哪些優勢？